Climatisation et systèmes de traitement d'air

Introduction au chapitre

Ce chapitre couvre les principes fondamentaux de la climatisation et des systèmes de traitement d'air tels qu'ils sont évalués dans l'examen Sceau rouge pour le métier de mécanicien en réfrigération et climatisation. Vous devez maîtriser non seulement les cycles thermodynamiques, mais aussi le dimensionnement des conduits, le calcul des charges thermiques, la psychrométrie appliquée, ainsi que les exigences réglementaires canadiennes. Ce chapitre est structuré pour suivre la progression logique de l'analyse d'un système : de la charge thermique au choix des équipements, puis à la distribution de l'air et à la mise en service.

1. Principes fondamentaux de la climatisation

1.1 Définition et objectifs du conditionnement d'air

Le conditionnement d'air est le processus de traitement de l'air pour contrôler simultanément sa température, son humidité, sa propreté et sa distribution, afin de maintenir des conditions de confort ou des conditions de procédé spécifiques. Pour l'examen, retenez que la climatisation ne se limite pas au refroidissement : elle englobe le chauffage, la ventilation, la filtration, l'humidification et la déshumidification.

Les quatre grandeurs psychrométriques fondamentales que vous devez connaître :

Grandeur	Symbole	Unité	Définition
Température sèche	Tbs	°C	Température mesurée par un thermomètre ordinaire
Température humide	Tbh	°C	Température mesurée par un thermomètre dont le bulbe est enveloppé d'une mèche mouillée
Humidité relative	HR	%	Rapport de la pression partielle de vapeur d'eau à la pression de saturation à la même température
Humidité absolue	ω	g/kg d'air sec	Masse de vapeur d'eau par kilogramme d'air sec

1.2 Le confort thermique

Le confort thermique est défini par la norme ASHRAE 55 comme l'état d'esprit qui exprime la satisfaction à l'égard de l'environnement thermique. Les facteurs influençant le confort sont :

La température sèche (recommandée : 22 à 26 °C en été)

L'humidité relative (recommandée : 30 à 60 %)

La vitesse de l'air (recommandée : 0,15 à 0,25 m/s en zone occupée)

La température radiante moyenne des surfaces

Le niveau d'activité métabolique (en met)

L'habillement (en clo)

Pour l'examen, retenez la zone de confort estival typique : 24 °C ± 2 °C et 50 % HR ± 10 %. En hiver, la température recommandée est de 21 °C ± 2 °C.

1.3 Le cycle de climatisation — Rappel thermodynamique

Le cycle de réfrigération mécanique utilisé en climatisation est le cycle de compression de vapeur. Les quatre composants principaux sont :

21.Le compresseur : aspire la vapeur à basse pression et la comprime à haute pression

22.Le condenseur : rejette la chaleur du réfrigérant vers l'extérieur

23.Le détendeur (TXV ou capillaire) : abaisse la pression et la température du réfrigérant

24.L'évaporateur : absorbe la chaleur de l'air ou de l'eau à refroidir

Dans un système de climatisation à détente directe (DX), l'évaporateur est placé directement dans la soufflerie. Dans un système à eau glacée, l'évaporateur refroidit de l'eau (généralement à 6,7 °C) qui circule ensuite vers les serpentins des unités de traitement d'air.

Calcul de la charge sensible d'un débit d'air :

Q sensible = 1,23 × débit (L/s) × ΔT (K)

Où 1,23 est le produit de la masse volumique de l'air (1,2 kg/m³) et de la chaleur spécifique (1,026 kJ/kg·K), converti pour les unités de débit en L/s. Ce facteur est à mémoriser.

Calcul de la charge latente :

Q latente = 3,0 × débit (L/s) × Δω (g/kg)

Où 3,0 est le facteur de chaleur latente de vaporisation de l'eau à température ambiante (≈ 2500 kJ/kg) converti.

2. Psychrométrie appliquée

2.1 Le diagramme psychrométrique

Le diagramme psychrométrique est l'outil graphique essentiel du mécanicien en climatisation. Il représente les propriétés thermodynamiques de l'air humide à une pression atmosphérique donnée (typiquement 101,325 kPa au niveau de la mer). Les lignes principales :

Lignes de température sèche (verticales)

Lignes de température humide (obliques descendantes)

Lignes d'humidité relative (courbes)

Lignes de rapport d'humidité (horizontales)

Lignes de volume spécifique (obliques)

Lignes d'enthalpie (obliques, parallèles aux lignes de Tbh)

2.2 Les processus psychrométriques fondamentaux

Processus	Ligne sur le diagramme	Application
Chauffage sensible	Horizontale vers la droite	Batterie chaude
Refroidissement sensible	Horizontale vers la gauche	Batterie froide (air sec)
Humidification adiabatique	Ligne d'enthalpie constante	Laveur d'air, humidificateur à vapeur
Déshumidification par refroidissement	Courbe vers le bas et la gauche	Serpentin froid avec condensation
Mélange de deux flux d'air	Ligne droite entre les deux points	Mélange air recyclé/air neuf

Point de rosée : température à laquelle l'air devient saturé (HR = 100 %) si on le refroidit à pression constante. C'est la température de la surface d'un serpentin en dessous de laquelle il y aura condensation.

Facteur de chaleur sensible (FCS) :

FCS = Q sensible / (Q sensible + Q latente)

Un FCS de 0,75 signifie que 75 % de la charge thermique totale est sensible. Ce facteur détermine la pente de la ligne de conditionnement (ou ligne de facteur de chaleur sensible) sur le diagramme psychrométrique, qui relie le point de l'air de reprise au point de l'air de soufflage.

2.3 Calculs psychrométriques types pour l'examen

Exemple 1 — Mélange d'air :

Vous mélangez 600 L/s d'air recyclé à 24 °C Tbs, 50 % HR avec 200 L/s d'air neuf à 32 °C Tbs, 60 % HR. La température du mélange est :

Tbs mélange = (600 × 24 + 200 × 32) / (600 + 200) = (14 400 + 6 400) / 800 = 26 °C

Exemple 2 — Déshumidification :

Un serpentin refroidit 1 000 L/s d'air de 26 °C Tbs, 21 °C Tbh à 12 °C Tbs, 11 °C Tbh. La quantité d'eau condensée est :

Δω = ω₁ − ω₂ = 13,5 g/kg − 8,0 g/kg = 5,5 g/kg

Débit massique d'air = 1 000 L/s × 1,2 kg/m³ / 1 000 = 1,2 kg/s

Eau condensée = 1,2 kg/s × 5,5 g/kg = 6,6 g/s = 23,8 kg/h

Piège fréquent : ne pas confondre le facteur 1,23 (chaleur sensible) avec le facteur 3,0 (chaleur latente). Vérifiez toujours les unités du débit d'air.

3. Calcul des charges thermiques

3.1 Méthodologie de calcul

Le calcul des charges thermiques suit la méthode du ASHRAE Handbook — Fundamentals (méthode RTS — Radiant Time Series pour les charges de refroidissement). Pour l'examen, vous devez connaître les composantes de la charge :

Charges sensibles externes :

Gains solaires à travers les vitrages (fonction de l'orientation, du type de vitrage, des stores)

Transmission à travers les parois opaques (murs, toit) : Q = U × A × ΔT équivalente

Infiltration d'air extérieur

Ventilation (air neuf requis)

Charges sensibles internes :

Occupants : environ 75 W sensible par personne (activité sédentaire)

Éclairage : puissance installée × facteur d'utilisation × facteur de diversité

Équipements électriques et moteurs

Appareils de cuisson et procédés

Charges latentes :

Occupants : environ 55 W latents par personne (activité sédentaire)

Infiltration et ventilation (différence d'humidité)

Procédés produisant de la vapeur d'eau

3.2 Coefficients de transmission thermique (U) typiques

Élément	Valeur U typique (W/m²·K)
Mur extérieur isolé (R-20)	0,30
Toit isolé (R-30)	0,20
Vitrage double scellé	2,8
Vitrage triple avec revêtement faible émissivité	1,6
Porte pleine en bois	2,2

Règle d'or : plus la valeur U est faible, meilleure est l'isolation. La résistance thermique R = 1/U.

3.3 Ventilation et qualité de l'air intérieur

La norme ASHRAE 62.1 (Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality) est la référence. Pour les bâtiments commerciaux, le débit d'air neuf requis est calculé selon la méthode de la ventilation par zone :

Vbz = Rp × Pz + Ra × Az

Où :

Rp = débit d'air par personne (L/s·personne)

Pz = nombre de personnes dans la zone

Ra = débit d'air par unité de surface (L/s·m²)

Az = surface de la zone (m²)

Valeurs typiques pour un bureau : Rp = 2,5 L/s·personne, Ra = 0,3 L/s·m².

Exigence minimale : le Code national du bâtiment du Canada (CNB) exige un minimum de 8 L/s par personne pour les espaces où les occupants sont sédentaires, ou 0,35 renouvellement d'air par heure, selon la valeur la plus élevée.

4. Systèmes de traitement d'air

4.1 Classification des systèmes

Type de système	Fluide de distribution	Avantages	Inconvénients
Tout air (débit constant)	Air	Bon contrôle de l'humidité, entretien centralisé	Conduits volumineux
Tout air (débit variable — VAV)	Air	Économie d'énergie, contrôle individuel	Risque de stratification, besoin de réchauffage
Air-eau (ventilo-convecteurs)	Air + eau	Conduits réduits, contrôle local	Condensation possible, entretien multiple
Tout eau (ventilo-convecteurs)	Eau	Très compact	Pas de ventilation mécanique, risque de gel
Détente directe (DX)	Réfrigérant	Efficace, compact	Longueurs de ligne limitées, contrôle de l'humidité limité

4.2 La centrale de traitement d'air (CTA)

La centrale de traitement d'air est le cœur du système. Ses composants, dans l'ordre du flux d'air :

97.Section de mélange : registres d'air neuf, de reprise et d'échappement

98.Filtres : préfiltres (MERV 8) et filtres finaux (MERV 13 ou plus)

99.Batterie de refroidissement : à eau glacée ou à détente directe

100.Batterie de chauffage : eau chaude, électrique ou vapeur

101.Humidificateur : à vapeur, à évaporation ou à atomisation

102.Ventilateur de soufflage : centrifuge ou axial

103.Sections de silencieux et d'atténuation acoustique

Piège d'examen : l'ordre des composants est crucial. La batterie de refroidissement doit être placée avant la batterie de chauffage et après les filtres. L'humidificateur est généralement placé après les batteries.

4.3 Les ventilateurs

Les deux grandes familles de ventilateurs :

Ventilateurs centrifuges :

À pales inclinées vers l'avant : débit élevé, pression statique modérée, efficacité faible

À pales inclinées vers l'arrière : efficacité élevée, pression statique élevée, non surchargeables

À pales radiales : pour les applications à haute pression et matériaux abrasifs

Ventilateurs axiaux :

Hélicoïdes : faible pression, grand débit

Tubulaires : pression moyenne

À pales orientables (variable pitch) : pour les grands débits à pression variable

Loi des ventilateurs (à densité constante) :

Débit Q ∝ vitesse de rotation N

Pression P ∝ N²

Puissance W ∝ N³

Exemple : Si la vitesse de rotation augmente de 10 %, le débit augmente de 10 %, la pression augmente de 21 % (1,1² = 1,21), et la puissance augmente de 33 % (1,1³ = 1,331). C'est un piège classique d'examen.

4.4 Les conduits d'air

Méthodes de dimensionnement :

122.Méthode de la vitesse constante : on fixe une vitesse maximale dans chaque tronçon (ex. : 5 m/s dans le conduit principal, 3 m/s dans les branchements). Simple mais peut déséquilibrer le système.

123.Méthode de la perte de charge constante (ou de la friction constante) : on dimensionne les conduits pour maintenir une perte de charge constante par mètre (typiquement 0,8 Pa/m). C'est la méthode la plus utilisée.

124.Méthode de récupération statique : on dimensionne pour que la pression statique soit la même à chaque sortie. Plus précise mais plus complexe.

Perte de charge dans les conduits :

ΔP = f × (L/D) × (ρ × V² / 2)

Où f est le facteur de friction (dépend du nombre de Reynolds et de la rugosité), L la longueur, D le diamètre hydraulique, ρ la masse volumique et V la vitesse.

Diamètre équivalent pour un conduit rectangulaire :

De = 1,30 × [(a × b)⁵ / (a + b)²]^(1/8)

Où a et b sont les dimensions du conduit rectangulaire en mm. Cette formule est utilisée pour utiliser les abaques de perte de charge des conduits circulaires.

Vitesses recommandées dans les conduits :

Application	Conduit principal (m/s)	Branchement (m/s)
Résidentiel	3 à 4	2 à 3
Commercial (silencieux)	5 à 6	3 à 4
Commercial (standard)	7 à 9	5 à 6
Industriel	10 à 13	7 à 10

5. Équipements de climatisation

5.1 Les refroidisseurs d'eau glacée (chillers)

Les refroidisseurs d'eau glacée produisent de l'eau froide (généralement à 6,7 °C) pour alimenter les serpentins des CTA et des ventilo-convecteurs. Deux types principaux :

Refroidisseurs à condensation par air :

Condenseur refroidi par air ambiant

Installés à l'extérieur

Efficacité énergétique plus faible (EER typique de 9 à 11)

Pas de tour de refroidissement nécessaire

Refroidisseurs à condensation par eau :

Condenseur refroidi par eau provenant d'une tour de refroidissement

Installés à l'intérieur

Efficacité plus élevée (EER typique de 12 à 16)

Nécessite une tour de refroidissement et une pompe

Coefficient de performance (COP) :

COP = Puissance frigorifique (kW) / Puissance absorbée (kW)

EER (Energy Efficiency Ratio) = COP × 3,412 (en BTU/h par watt)

Piège d'examen : le COP est sans unité (kW/kW), tandis que l'EER est en BTU/(h·W). Ne les confondez jamais.

5.2 Les tours de refroidissement

La tour de refroidissement rejette la chaleur du condenseur à l'atmosphère par évaporation. Types :

À tirage naturel : grande cheminée, débit d'air par convection naturelle

À tirage mécanique : ventilateur axial ou centrifuge (le plus courant)

À flux croisés : l'air circule horizontalement à travers l'eau qui tombe

À contre-courant : l'air monte verticalement à contre-courant de l'eau qui descend

Paramètres de fonctionnement :

Approche : différence entre la température de l'eau froide sortante et la température de bulbe humide de l'air ambiant (typiquement 3 à 5 °C)

Intervalle (range) : différence entre la température de l'eau chaude entrante et l'eau froide sortante (typiquement 5 à 10 °C)

Exemple : Air extérieur à 28 °C Tbs, 22 °C Tbh. Une tour avec une approche de 4 °C produira de l'eau à 26 °C. Si l'intervalle est de 6 °C, l'eau chaude entrera à 32 °C.

Considération de gel : en climat nordique, les tours de refroidissement doivent être protégées contre le gel. Les mesures incluent : by-pass d'eau, réchauffage du bassin, contrôle de la vitesse du ventilateur, et vidange automatique.

5.3 Les condenseurs évaporatifs

Le condenseur évaporatif combine le condenseur et la tour de refroidissement en un seul appareil. Le réfrigérant circule directement dans des serpentins qui sont aspergés d'eau et balayés par l'air. L'eau évaporée absorbe la chaleur du réfrigérant. Avantages : compacité, efficacité élevée. Inconvénients : entretien de la qualité de l'eau, risque de corrosion.

5.4 Les unités de toiture (rooftop)

Les unités de toiture (RTU) sont des systèmes autonomes installés sur le toit, contenant compresseur, condenseur, évaporateur, ventilateurs et filtres dans une seule enveloppe. Elles sont préfabriquées et ne nécessitent qu'un raccordement électrique et des conduits. Capacités typiques : de 3 à 100 tonnes de réfrigération.

1 tonne de réfrigération = 12 000 BTU/h = 3,517 kW

6. Contrôle et régulation

6.1 Stratégies de contrôle

Le contrôle de la température dans un système à eau glacée se fait par :

172.Contrôle par vanne à eau glacée : la vanne module le débit d'eau à travers le serpentin en fonction de la température de l'air de soufflage ou de la zone

173.Contrôle par registre de by-pass : une partie de l'air contourne le serpentin

174.Contrôle par variation de vitesse du ventilateur : pour les systèmes VAV

Séquence de contrôle typique d'une CTA :

Chauffage : vanne d'eau chaude module de 0 à 100 %

Refroidissement : vanne d'eau glacée module de 0 à 100 %

Les deux ne fonctionnent jamais simultanément (sauf en déshumidification)

6.2 Les capteurs

Capteur	Mesure	Précision typique
Thermistance	Température	± 0,2 °C
RTD (Pt100)	Température	± 0,1 °C
Capteur d'humidité capacitif	Humidité relative	± 2 %
Capteur de pression différentielle	Pression	± 0,5 % de l'échelle
Anémomètre à fil chaud	Vitesse d'air	± 2 %

6.3 La séquence de refroidissement gratuit (free cooling)

Le refroidissement gratuit (economizer) utilise l'air extérieur pour refroidir le bâtiment lorsque sa température est inférieure à la température de reprise. Deux stratégies :

Economizer à température sèche : compare la Tbs extérieure à un seuil (ex. : 18 °C)

Economizer à enthalpie : compare l'enthalpie de l'air extérieur à celle de l'air de reprise

L'economizer à enthalpie est plus précis car il tient compte de l'humidité. Le Code national de l'énergie pour les bâtiments au Canada (CNÉB) exige des economizers sur les systèmes de plus de 35 kW (10 tonnes) dans la plupart des climats canadiens.

7. Mise en service et dépannage

7.1 Procédure de mise en service

La mise en service (commissioning) est le processus de vérification que tous les systèmes fonctionnent conformément aux spécifications. Étapes :

190.Vérification préalable : inspection visuelle, vérification des raccordements électriques et mécaniques

191.Essais de fonctionnement : démarrage de chaque équipement individuellement

192.Équilibrage de l'air (TAB — Testing, Adjusting and Balancing) : mesure des débits d'air à chaque diffuseur et registre

193.Équilibrage de l'eau : mesure des débits d'eau dans chaque serpentin

194.Réglage des contrôles : calibration des capteurs, vérification des séquences

195.Mesures de performance : vérification des températures, pressions, humidités

196.Documentation : rapport de mise en service, manuels d'opération

7.2 Dépannage courant

Symptôme : débit d'air insuffisant

Filtres encrassés (perte de charge excessive)

Courroie de ventilateur détendue ou usée

Conduits obstrués ou registres fermés

Vitesse de ventilateur incorrecte

Pression statique du système trop élevée

Symptôme : température de soufflage trop élevée

Charge de réfrigérant insuffisante (sous-garantie)

Vanne d'eau glacée bloquée ou défectueuse

Eau glacée trop chaude (chiller sous-dimensionné)

Serpentin encrassé ou gelé

Symptôme : humidité excessive

Serpentin de refroidissement sous-dimensionné

Température de l'eau glacée trop élevée

Débit d'air trop élevé à travers le serpentin

FCS du système trop élevé par rapport à la charge

7.3 Les bilans thermiques

Bilan du serpentin de refroidissement :

Q total = Q sensible + Q latente

Q total = débit massique d'air × (h₁ − h₂)

Où h₁ et h₂ sont les enthalpies de l'air entrant et sortant du serpentin.

Bilan du condenseur :

Q condenseur = Q évaporateur + W compresseur

Cette relation est fondamentale. Si le compresseur consomme 10 kW et que l'évaporateur absorbe 40 kW, le condenseur doit rejeter 50 kW.

8. Normes et codes canadiens applicables

8.1 Le Code canadien de l'électricité (CCÉ)

Le Code canadien de l'électricité, Première partie (C22.1) s'applique à toutes les installations électriques. Points clés pour les systèmes de climatisation :

Règle 8-200 : calcul de la demande électrique pour les moteurs — la demande est basée sur la puissance nominale la plus élevée plus 25 % du moteur le plus gros additionné à la somme des autres moteurs

Règle 26-250 : protection des moteurs contre les surcharges — le dispositif de protection doit être réglé à 125 % du courant à pleine charge pour les moteurs à service continu

Règle 26-252 : protection contre les courts-circuits — le fusible ou le disjoncteur doit être dimensionné selon le tableau 29 du CCÉ

Piège d'examen : le CCÉ exige une sectionneur accessible à moins de 3 m de l'équipement pour les moteurs et les appareils de climatisation (règle 28-600).

8.2 Le Code national du bâtiment du Canada (CNB)

Le CNB (Code national du bâtiment du Canada) contient les exigences de ventilation, de sécurité incendie et d'efficacité énergétique. Sections pertinentes :

Section 3.2 : sécurité incendie — les conduits doivent être en matériaux incombustibles dans les bâtiments de grande hauteur

Section 6.2 : ventilation — exigences minimales de débit d'air neuf

Section 9.32 : ventilation des petits bâtiments

8.3 Le Code national de l'énergie pour les bâtiments (CNÉB)

Le CNÉB (Code national de l'énergie pour les bâtiments au Canada) impose des exigences d'efficacité énergétique :

Efficacité minimale des refroidisseurs selon la capacité (COP minimal)

Exigence d'economizer pour les systèmes de plus de 35 kW

Isolation des conduits et des tuyaux

Contrôle de l'éclairage et récupération de chaleur

8.4 La norme CSA B52

La norme CSA B52 (Mechanical Refrigeration Code) régit l'installation des systèmes de réfrigération. Points clés :

Classification des réfrigérants selon leur toxicité et leur inflammabilité (Groupes A1, A2, A3, B1, etc.)

Limites de charge de réfrigérant selon la classification de l'occupation

Exigences de ventilation pour les salles des machines

Dispositifs de sécurité obligatoires (pressostats, soupapes, etc.)

8.5 La norme CSA B149.1

La norme CSA B149.1 (Natural Gas and Propane Installation Code) s'applique aux systèmes de chauffage au gaz qui font partie du traitement d'air. Points clés :

Article 5.4 : ventilation des appareils à gaz — les appareils doivent avoir un apport d'air de combustion adéquat

Article 8.2 : évacuation des produits de combustion

Exigences de dégagement minimal autour des appareils

9. Efficacité énergétique et développement durable

9.1 Les indicateurs de performance

Indicateur	Définition	Application
EER	BTU/h de refroidissement par watt consommé	Unités DX
COP	kW de refroidissement par kW consommé	Refroidisseurs, pompes à chaleur
IPLV	Integrated Part Load Value — efficacité pondérée à charge partielle	Refroidisseurs
kW/tonne	Puissance consommée par tonne de réfrigération	Comparaison rapide
SCOP	Seasonal COP — efficacité saisonnière	Pompes à chaleur

Valeurs typiques pour l'examen :

Refroidisseur à air : COP de 2,8 à 3,2

Refroidisseur à eau : COP de 4,5 à 6,5

Unité DX résidentielle : SEER de 13 à 22

Pompe à chaleur géothermique : COP de 3,5 à 5,0

9.2 La récupération de chaleur

Les systèmes de récupération de chaleur transfèrent l'énergie de l'air extrait à l'air neuf entrant. Types :

Roue thermique (enthalpique) : transfère chaleur et humidité, efficacité de 60 à 80 %

Échangeur à plaques : transfère la chaleur sensible uniquement, efficacité de 50 à 70 %

Caloduc : transfert passif par changement de phase, efficacité de 40 à 60 %

Échangeur à caloporteur (boucle glycolée) : flexible, efficacité de 40 à 50 %

Calcul de l'efficacité d'un échangeur :

ε = (T neuf sortie − T neuf entrée) / (T extrait entrée − T neuf entrée) × 100 %

Exemple : Air neuf à −10 °C, air extrait à 22 °C. L'air neuf sort à 12 °C. Efficacité = (12 − (−10)) / (22 − (−10)) × 100 % = 22 / 32 × 100 % = 68,75 %.

10. Sécurité et environnement

10.1 Les réfrigérants et l'environnement

Les réfrigérants sont classés selon leur PRG (Potentiel de Réchauffement Global) et leur ODP (Potentiel de Déplétion Ozonique) :

Réfrigérant	Type	PRG (100 ans)	ODP	Statut
R-22	HCFC	1 810	0,055	En phase-out
R-410A	HFC	2 088	0	En transition
R-134a	HFC	1 430	0	En transition
R-32	HFC	675	0	Accepté
R-454B	HFO	466	0	Nouveau
R-290 (propane)	HC	3	0	Inflammable A3
R-717 (ammoniac)	Naturel	0	0	Toxique B2

Le Règlement sur les substances appauvrissant la couche d'ozone et les halocarbures de remplacement (gouvernement du Canada) impose :

Certification obligatoire des techniciens (examen de la section 3 du Règlement)

Tenue de registres des quantités de réfrigérant utilisées

Récupération obligatoire avant toute ouverture du circuit

Interdiction de rejet volontaire de réfrigérant

10.2 Les risques liés aux systèmes de traitement d'air

Légionellose : les tours de refroidissement et les humidificateurs peuvent proliférer la bactérie Legionella. Maintenance : traitement chimique de l'eau, nettoyage régulier, contrôle de la température de l'eau (maintenir < 20 °C ou > 60 °C)

Qualité de l'air intérieur : filtration adéquate, contrôle de l'humidité (éviter > 60 % HR pour prévenir les moisissures)

Sécurité mécanique : protections sur les poulies et courroies, verrouillage (cadenassage) avant intervention

Sécurité électrique : respect du CCÉ, vérification de la mise à la terre, utilisation d'équipements de protection individuelle

10.3 Le cadenassage (lockout/tagout)

Le cadenassage est obligatoire avant toute intervention sur un système de climatisation. Procédure :

287.Identifier toutes les sources d'énergie (électrique, mécanique, pneumatique, hydraulique)

288.Avertir les personnes concernées

289.Arrêter l'équipement

290.Isoler toutes les sources d'énergie

291.Appliquer les cadenas et étiquettes

292.Dissiper l'énergie résiduelle (condensateurs, ressorts, pression)

293.Vérifier l'absence de tension avec un voltmètre

294.Effectuer l'intervention

295.Retirer les cadenas et remettre en service

Pièges à éviter

298.Confondre les facteurs 1,23 et 3,0 dans les calculs de charges — le premier est pour la chaleur sensible, le second pour la chaleur latente

299.Oublier que le COP est sans unité alors que l'EER est en BTU/(h·W)

300.Appliquer la loi des ventilateurs sans vérifier la densité de l'air — les lois ne s'appliquent qu'à densité constante

301.Confondre température humide et température de rosée — la Tbh est toujours supérieure ou égale au point de rosée

302.Négliger la charge latente des occupants — elle représente environ 40 % de la charge totale des occupants

303.Placer l'humidificateur avant la batterie de refroidissement — l'ordre correct est : filtres → batterie froide → batterie chaude → humidificateur → ventilateur

304.Dimensionner un conduit avec la méthode de la vitesse constante sans vérifier les pertes de charge — cela peut créer des déséquilibres

305.Oublier le facteur de diversité dans le calcul des charges électriques — tous les équipements ne fonctionnent pas simultanément

306.Confondre les exigences du CCÉ et du CNB — le CCÉ traite de l'électricité, le CNB de la construction

307.Ne pas vérifier la compatibilité des réfrigérants avec les huiles — le R-410A nécessite de l'huile POE, pas de l'huile minérale

308.Ignorer la pression statique externe lors du choix d'un ventilateur — elle doit inclure les conduits, les serpentins, les filtres et les diffuseurs

309.Calculer le mélange d'air avec les températures humides au lieu des températures sèches — le mélange se fait sur la Tbs et l'humidité absolue, pas sur la Tbh

Résumé

Ce chapitre vous a présenté les connaissances essentielles pour réussir la section « Climatisation et systèmes de traitement d'air » de l'examen Sceau rouge. Voici les points à retenir :

313.Psychrométrie : maîtrisez le diagramme psychrométrique, les quatre processus fondamentaux (chauffage, refroidissement, humidification, déshumidification) et les facteurs de calcul 1,23 et 3,0.

314.Charges thermiques : connaissez les composantes sensibles et latentes, internes et externes, et la méthode de calcul selon ASHRAE.

315.Systèmes : distinguez les systèmes tout air, air-eau, tout eau et DX, et connaissez les avantages et inconvénients de chacun.

316.Ventilateurs : appliquez correctement les lois des ventilateurs (Q ∝ N, P ∝ N², W ∝ N³) et choisissez le type approprié.

317.Conduits : utilisez la méthode de friction constante pour le dimensionnement et vérifiez les vitesses recommandées.

318.Équipements : connaissez les refroidisseurs, tours de refroidissement, condenseurs évaporatifs et unités de toiture, ainsi que leurs paramètres de fonctionnement (approche, intervalle).

319.Contrôle : comprenez les séquences de contrôle, les capteurs et les stratégies d'économiseur.

320.Codes : le CCÉ (règles 8-200, 26-250, 28-600), le CNB (section 6.2), le CNÉB, la CSA B52 et la CSA B149.1 sont les références normatives clés.

321.Efficacité énergétique : sachez calculer et interpréter le COP, l'EER, l'IPLV et le kW/tonne.

322.Sécurité : le cadenassage, la gestion des réfrigérants et la prévention de la légionellose sont des responsabilités professionnelles.

Pour l'examen, entraînez-vous à résoudre des problèmes de mélange d'air, de bilan thermique de serpentin et de dimensionnement de conduits. La rapidité et la précision dans ces calculs font la différence entre une note de passage et une excellente note.

Climatisation et systèmes de traitement d'air